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电力电容器与无功补偿 2021年第4期42卷 22-30页

作者：吴倩韩笑叶昊亮张哲任徐政国网江苏电力设计咨询有限公司南京210008 国网江苏省电力有限公司经济技术研究院南京210008 浙江大学电气工程学院杭州310027

在海上风电经交流海缆(submarine cable,SC)送出系统中,随着海上风电场规模逐步增大,交流海缆输电距离不断增加,海缆的充电功率可能会导致海上风电场并网点注入无功过剩,海缆沿线电压越限,海缆沿线载流量过大,海上升压站高压侧电压过高... 详细信息

在海上风电经交流海缆(submarine cable,SC)送出系统中,随着海上风电场规模逐步增大,交流海缆输电距离不断增加,海缆的充电功率可能会导致海上风电场并网点注入无功过剩,海缆沿线电压越限,海缆沿线载流量过大,海上升压站高压侧电压过高等问题。针对上述问题,文章建立了海上风电场经220 kV交流海缆送出系统的数学模型,结合无功补偿分层分区原则对风电送出系统进行解析计算,在给定海缆沿线电压电流限制条件下确定了所需补偿的海上高抗值;在陆上加装高抗与动态无功补偿装置(static var generator,SVG)使风电送出系统与陆上交流网的并网点无功功率交换为零,考虑接入并网点所需SVG装置容量最小,确定接入系统的陆上高抗值;结合国内某具体工程,具体计算了所推荐的无功配置方案。

关键词：海上风电送出系统海上风电场交流电缆解析计算高抗补偿沿线电压载流量

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交流送出海上风电场无功配置方案

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电气应用 2022年第7期41卷 103-110页

作者：刘虹上海勘测设计研究院有限公司勘察检测研究院上海200434

长距离高电压交流海缆送出的风电场接入系统,巨大的海缆充电功率可能导致海缆沿线电压电流波动较大,造成海缆电压越限和过载。在建立海上风电场等值模型的基础上,依据计算海上风电场送出系统在各种工况下无功需求,确定高压电抗器和SVG... 详细信息

长距离高电压交流海缆送出的风电场接入系统,巨大的海缆充电功率可能导致海缆沿线电压电流波动较大,造成海缆电压越限和过载。在建立海上风电场等值模型的基础上,依据计算海上风电场送出系统在各种工况下无功需求,确定高压电抗器和SVG补偿容量。然后依据并网点电压波动,以并网点无功交换为零为约束条件,计算高压海缆沿线电流分布。鉴于海缆允许的载流量随海缆的敷设方式和敷设环境条件变化,提出依据高压海缆沿线的电流最佳分布确定高压电抗器容量在海上升压站和岸基集控中心分配的方法。文案法应用于某海上风电场的规划设计中,该风电场现已投入使用,其运行情况良好,实践说明提出的无功配置方法是可行有效的。

关键词：海上风电送出系统海上风电场无功配置海缆载流量

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海上风电场经交流海缆并网的电磁暂态建模与无功优化研究

海上风电场经交流海缆并网的电磁暂态建模与无功优化研究

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作者：叶昊亮浙江大学

学位级别：硕士

海上风电具有能资源稳定、机组运行稳定、能量产出大、年利用小时数高、不占用陆上土地资源、环境负面影响小、适宜大规模开发等优点,近年来成为各国风电发展的重要战略方向。随着海洋资源的开发,全球风电逐渐呈现规模化、集群化及远海... 详细信息

海上风电具有能资源稳定、机组运行稳定、能量产出大、年利用小时数高、不占用陆上土地资源、环境负面影响小、适宜大规模开发等优点,近年来成为各国风电发展的重要战略方向。随着海洋资源的开发,全球风电逐渐呈现规模化、集群化及远海化的趋势。随着离岸距离的不断增加,高电压、大截面、长距离的交流海缆导致的内部过电压和无功电压问题将更加突出。因此亟需研究适用于海上风电经长距离交流海缆送出系统过电压分析的电磁暂态模型,以及适用于工程实际的海上风电送出系统无功配置设计方案。本文主要围绕海上风电经交流海缆送出系统的数学模型建立与稳态分析、电磁暂态模型建立与暂态过电压分析以及适用于工程实际的无功补偿方案的优化配置展开了研究。主要内容如下:（1）研究海底交流电缆的单位长度参数计算、稳态数学模型与分析方法。首先对典型的海缆单长参数进行了理论计算,包括电缆的全维串联阻抗矩阵以及并联导纳矩阵的详细计算。接着对考虑高抗补偿的电缆线路稳态模型进行研究,给出了对海缆端口以及沿线任意点电压电流量的具体计算方法,对不同工况下的多场景海缆无功补偿与输送能力进行了定量分析。建立了海上风电场经高压交流海缆送出系统的数学模型与稳态计算方法。（2）研究中远海风电场经高压交流海缆送出系统的电磁暂态模型与暂态过电压特性。首先,在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中建立了海上风电场、高压交流海缆、陆缆线路以及受端电网的电磁暂态仿真模型,对系统中避雷器、断路器以及故障模块等进行相应设置。其次,考虑风场不同有功出力、不同受端系统短路电流水平下的典型海缆沿线电压电流水平,对加装不同容量高抗补偿的多种工况,研究在不同故障类型、不同故障地点下的送出系统中过电压情况。建立了海上风电场经高压交流海缆送出系统的电磁暂态模型与暂态计算方法。（3）研究中远海风电场经高压交流海缆送出系统的无功配置优化方案。基于现有无功补偿配置原则,在前述建立的海上风电交流送出系统模型特性分析的基础上,得到多种可选无功补偿方案。结合系统所需无功补偿容量、过电压、海缆沿线电流分析,对备选方案进行经济性与并网点电网偏差比较,得出适用于工程实际的中远海风电场经交流海缆送出系统的无功配置优化设计流程。

关键词：海上风电送出系统交流海缆高抗补偿无功配置 PSCAD/EMTDC

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